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Faculdade Integrada do Ceará – FICGraduação em Redes de Computadores
Disciplina – Redes de Banda LargaProf. Andrey Halysson Lima Barbosa
Aula 1 – Conceitos básicos de comunicação
Sumário
• Técnicas de transmissão de dados;• Modos de transmissão de dados;• Métodos de transmissão de dados;• Sinais analógicos e digitais.
Técnicas de transmissão de dados
Comunicação Paralela
Comunicação Serial
Técnicas de Transmissão
de Dados
Síncrona Assíncrona
Técnicas de transmissão de dados• Comunicação Paralela – transmissão simultânea, por
diferentes canais, dos bits representando um caracter:0 1 0 0 0 1 0 1
• Canal de comunicação mais complexo;• Utilizada entre sistemas próximos;
Técnicas de transmissão de dados
• Comunicações Serial – método de transmissão de dadosem que os bits representando um caracter sãotransmitidos em sequência, por um canal decomunicações.
0 1 0 0 0 1 0 1
• Um bit por vez, consequentemente mais lenta;• Limitada pela velocidade da linha;• Novas tecnologias de comunicação serial: USB e
Firewire.
Técnicas de transmissão de dados
• Comunicação Síncrona – os nós envolvidos na transmissão (emissor e receptor) são sincronizados para que o receptor sempre saiba quando um novo caracter estiver sendo enviado:▫ Transmissão passa a ser monitorada pelos dois
nós;▫ Taxas e tamanhos ordenados de dados;▫ As linhas de comunicação ficam ociosas até que o
sistema esteja pronto para transmitir.
Técnicas de transmissão de dados
• Comunicação Assíncrona – os dados envolvidos na transmissão recebem um bit especial de início e fim de transmissão:▫ O receptor não precisa saber quando uma
sequência de dados será enviada, nem o tamanho da mensagem;
▫ Também denominada transmissão início-parada;▫ O sistema precisa estar sempre “pronto”.
Técnicas de transmissão de dados
• Se a cena é assíncrona, você sabe que a personagem será atacada e se prepara para isso, mas você não sabe quando irá ocorrer.
• Se a cena é síncrona, você não apenas sabe que a personagem será atacada, mas também quando, e assim você novamente está preparado para isso.
Analogia:Cena de suspense em um programa de televisão.
Técnicas de transmissão de dados
• Cenário:▫ De um emissor para um receptor ocorre a
transmissão de um caractere “E” e logo em seguida ocorre a transmissão de outro caractere, “A”, por exemplo, como o receptor vai identificar onde termina “E” e começa “A”? (bits)
Técnicas de transmissão de dados
• Resolução 1:▫ Comunicação Síncrona: Sincronismo de transmissão entre o ponto de envio e
o ponto de recepção baseado em um tempo na rede e em taxas e tamanhos ordenados de dados.
• Resolução 2: ▫ Comunicação Assíncrona: Uso de bits especiais que demarcam o início e o fim
de um caractere (encapsulamento).
Modos de transmissão de dados
• Comunicação Simplex – os dados fluem em apenas uma direção, um dispositivo assume o papel de transmissor e o outro de receptor. Esses papéis não podem ser invertidos.▫ Ex1: Transmissão televisiva, há um envio de sinal
sem aguardo de resposta;▫ Ex2: Radio difusão.
SomenteTransmissor
SomenteReceptor
Modos de transmissão de dados
• Comunicação Half-Duplex – os dados podem fluir em ambas as direções, mas somente uma unidade pode enviar dados de cada vez. Quando um nó está em modo de envio, o outro fica em modo de recepção.▫ Ex: Rádio amador, os usuários podem ser
transmissores ou receptores, mas nunca os dois ao mesmo tempo.
▫ Ex2: ? Transmissorou
Receptor
Receptorou
TransmissorUm sentido por vez
Modos de transmissão de dados
• Comunicação Full-Duplex – ocorre em uma ligação com envio e recepção simultâneos de dados em ambas as direções.▫ Ex: Imagine duas pessoas falando ao telefone, ao
mesmo tempo, mas uma entendendo a outra perfeitamente. Acrescente a essa ideia o benefício de não precisar falar do mesmo assunto.
SimultaneamenteTransmissore
Receptor
Receptore
Transmissor
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – possibilita que dados de múltiplos canais de transmissão compartilhem uma ligação comum. Na sua forma mais simples, a multiplexação combina dados de diversos canais de entrada de baixa velocidade e os transmite através de um circuito de alta velocidade.
Métodos de transmissão de dados
Circuito único de
Alta velocidadeMultiplexador
MUXDemultiplexador
DeMUX
Circuitos independentes e
separados de baixa
velocidade
Circuitos independentes e
separados de baixa
velocidade
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Componentes Multiplexador (multiplexor, mux) Dispositivo ou mecanismo; Aceita dados de várias fontes; Envia os dados através de um canal compartilhado.
Demultiplexador (demultiplexor, demux) Dispositivo ou mecanismo; Extrai dados do canal compartilhado; Envia para o destino correto.
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Técnicas▫ Divisão de Frequência (Frequency Division
Multiplexing) – FDM▫ Divisão de Tempo (Time Division Multiplexing) –
TDM
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Técnicas▫ Frequency Division Multiplexing – FDM Características: É a técnica de multiplexação mais antiga; É própria para sinais analógicos (broadband); Banda Passante dividida em vários canais de
frequências distintas. Suporta distâncias geográficas
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Técnicas▫ Frequency Division Multiplexing – FDM Desvantagem: Dificuldade de expansão; É caro e de difícil implementação; É pouco eficiente (exige muita banda de resguardo) Exige hardware (filtros) próprios para cada canal
lógico. Ex. Telefonia – cada canal – faixa de 4 KHz.
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Técnicas▫ Frequency Division Multiplexing – FDM Funcionamento Filtrar sinal – somente deixar faixa relativa; Multiplexador – deslocar faixa relativa para faixa de
transmissão; Transmitir; Demultiplexador – Deslocar faixa relativa da
transmissão para frequência original; Filtrar sinal – somente conter sinal original.
Métodos de transmissão de dados
• Multiplexação – Técnicas▫ Time Division Multiplexing – TDM Características: Técnica própria para sinais digitais (baseband); É eficiente, exige pouco ou nenhum tempo de
resguardo; Pode ser implementado por software ou hardware; É simples e de fácil implementação.
Métodos de transmissão de dados
• Comutação – é um processo para estabelecer um caminho apropriado para uma mensagem seguir através da rede partindo de uma origem em direção a um destino.
Métodos de transmissão de dados
• Podem ser:▫ Comutação por Circuito Um circuito físico dedicado deve ser estabelecido
entre nós fonte e destino antes de ocorrer a transmissão de dados. Esse circuito precisa persistir durante toda a transmissão.
Possui 3 fases: Estabelecimento do circuito, transferência de dados, desconexão do circuito
Ex: Sistema de telefonia pública.
Métodos de transmissão de dados
• Podem ser:▫ Comutação por Mensagem A mensagem é encaminhada em estágios. Cada parte
do circuito a mensagem é transmitida para liberar a parte do canal;
As mensagens são armazenadas em espaços temporários a cada transmissão e quanto maior a mensagem e/ou o número de saltos, maior o atraso.
Métodos de transmissão de dados• Podem ser:▫ Comutação por Pacotes É um caso especial da comutação por mensagem; Nesta os nós compartilham um canal de
comunicação através de uma conexão não dedicada denominada circuito virtual.
Um circuito virtual é criado pela multiplexação de uma ligação física para que ela possa ser compartilhada por múltiplos programas de rede ou transmissões de dados. Os pacotes são armazenados em memória a cada salto.
Métodos de transmissão de dados
• Podem ser:▫ Comutação por Pacotes As mensagens são subdivididas em mensagens
menores denominadas pacotes; Os pacotes podem conter centenas de bytes de
dados, acompanhadas de informação sobre endereçamento e números de sequência;
Os pacotes são enviados ao nó de destino um de cada vez, a qualquer momento, não obedecendo ordem específica;
Métodos de transmissão de dados
• Podem ser:▫ Comutação por Pacotes Cabe ao nó de destino reorganizar os pacotes na
ordem correta; As redes de comunicação de dados são em sua
maioria comutadas por pacotes.
Métodos de transmissão de dadosChaveamento por Circuitos
1. Largura de banda alocada apriori e garantida durantetoda a transmissão
2. Uma vez estabelecido ocircuito, a capacidade totaldele fica disponível. Acapacidade do circuito nuncadiminui devido à atividade narede.
3. Custos dos circuitos sãoindependentes da quantidadede dados; transmitidos assima largura de banda nãoutilizada é desperdiçada.
Chaveamento por Pacotes
1. Largura de banda reservada eliberada dinamicamente de acordocom a necessidade.
2. Diversas comunicações podemocorrer entre nós concorrentesusando as ligações virtuais através domesmo canal físico.
3. Quando as redes chaveadas porpacotes ficam sobrecarregadas, commuito tráfego, surgem atrasos econgestionamentos.
4. São mais baratas e apresentammelhor desempenho que as redeschaveadas por circuitos.